DE4313479C1 - Verfahren zur Entstickung der bei der Herstellung von Zement anfallenden Abgase - Google Patents
Verfahren zur Entstickung der bei der Herstellung von Zement anfallenden AbgaseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Entstickung der bei der Herstellung von Zement
anfallenden Abgase.
Zement ist ein anorganisches nichtmetallisches Pulver,
das mit Wasser gemischt wird, nach dem Mischen
selbständig erhärtet und nach dem Erhärten dauerhaft fest
bleibt. Man unterscheidet zwischen den sog. Normzementen
Portlandzement, Eisenportlandzement, Hochofenzement und
Traßzement. Die in der Bundesrepublik Deutschland
hergestellten Normzemente haben folgende chemische
Zusammensetzung:
CaO 41 bis 67 Gew.-%, SiO2 18 bis 33 Gew.-%, Al2O3 3 bis
14 Gew.-%, Fe2O3 0,5 bis 4,5 Gew.-%, MnO 0 bis 0,6 Gew.-%,
MgO 0,5 bis 9 Gew.-%, SO3 1 bis 4,5 Gew.-%.
Die Herstellung des Zements umfaßt das Gewinnen und
Aufbereiten der Rohstoffe, das Brennen des
Rohstoffgemisches zu Zementklinker, das Herstellen der
Zumahlstoffe sowie das gemeinsame Vermahlen des Klinkers
und ggf. eines oder mehrerer Zumahlstoffe mit
Calciumsulfat als Erstarrungsregler. Die Rohstoffe
(Kalkstein und Ton) werden trocken aufgemahlen und
liefern das Rohmehl. Das Rohmehl wird während des
Mahlvorgangs durch ein heißes Gas getrocknet, danach
aufgewärmt und anschließend zu Zementklinker gebrannt. Je
nach Bauart des Brennofens wird das Rohmehl während ca. 1
bis 5 Stunden auf die Brenntemperatur von maximal 1450
bis 1500°C aufgewärmt und verbleibt etwa 10 bis
20 Minuten bei dieser Temperatur. Anschließend wird der
Zementklinker möglichst schnell abgekühlt. Beim Erhitzen
des Rohmehls, das noch eine Restfeuchte von 8 bis
12 Gew.-% aufweisen kann, wird zunächst bis etwa 100°C das
anhaftende Wasser und bis etwa 600°C das im Ton adsorptiv
und chemisch gebundene Wasser entfernt. Die Zersetzung
des Calciumkarbonats beginnt in Gegenwart von SiO2, Al2O3
und Fe2O3 schon bei 550 bis 600°C und verläuft oberhalb
900°C sehr schnell. Das Brenngut verliert während des
Brennens ca. 35 Gew.-% seines Trockengewichts. In der
Bundesrepublik Deutschland werden ca. 97% des
Zementklinkers in Drehrohröfen gebrannt, die unter 3 bis
4° geneigt sind. Infolge Neigung und Drehung des Ofens
läuft das am oberen Ende aufgegebene vorgewärmte Rohmehl
einer Kohlenstaub-, Öl- oder Gasflamme entgegen, die am
unteren Ende des Ofens brennt. Im Bereich der Flamme mit
Gastemperaturen von 1800 bis 2000°C werden
Brennguttemperaturen von 1350 bis 1500°C erreicht, die
für die Klinkerbildung erforderlich sind. Nach dem
Brennen verläßt der Klinker den Drehrohrofen und fällt in
einen Kühler, der als Kühlmedium mit Luft arbeitet und in
dem der Klinker bis zu einer Temperatur von 800 bis 900°C
gekühlt wird. Die zur Kühlung des Zementklinkers
verwendete Luft wird dem Drehrohrofen als
Verbrennungsluft zugeführt. Die Vorwärmung des Rohmehls
erfolgt entweder im Drehrohrofen selbst oder aber in
einem separaten Vorwärmer, der vorzugsweise als aus
mehreren Zyklonen bestehende Apparatur gestaltet ist. Die
heißen Abgase des Drehrohrofens durchströmen den
Zyklonvorwärmer von unten nach oben, und das trockene
Rohmehl wird den Abgasen vor der obersten Zyklonstufe
zugegeben, in den einzelnen Zyklonen wieder aus dem Gas
abgeschieden und vor der nächsten Zyklonstufe erneut im
Gasstrom suspendiert. Das Rohmehl wird im Vorwärmer in
der Regel auf eine Temperatur von ca. 800°C vorgewärmt,
während das Abgas nach dem Verlassen der obersten
Zyklonstufe noch Temperaturen von 300 bis 400°C aufweist.
Im Zyklonvorwärmer kann bereits eine teilweise
Calcinierung des Rohmehls erfolgen. Zum Herstellen von
Zement wird der Zementklinker allein oder mit den
Zumahlstoffen Hüttensand, Traß, Ölschiefer oder Flugasche
gemahlen. Dem Mahlgut wird außerdem Gips zum Regeln des
Erstarrens zugesetzt.
Im Drehrohrofen bilden sich bei den hohen Temperaturen
der Brennflamme in erheblicher Menge Oxide des
Stickstoffs, vorzugsweise NO, die aus den Abgasen
entfernt werden müssen, da sie als Umweltgifte wirken. In
einigen Fällen enthalten die Abgase auch noch den
gasformigen Schadstoff SO2, der ebenfalls zu entfernen
ist.
Aus der DE-AS 24 11 672 ist ein Verfahren zum Entfernen
von Stickoxiden aus sauerstoffhaltigen
Verbrennungsabgasen durch selektive Reduktion der
Stickoxide mit NH3 in Gegenwart oder Abwesenheit von H2,
CO und/oder Kohlenwasserstoffen bei Temperaturen von 705
bis 1095°C bekannt. Wird dieses Verfahren zur Entstickung
von Abgasen verwendet, die bei der Herstellung von Zement
entstehen, muß mit einem Überschuß an NH3 gearbeitet
werden, denn die Vermischung des NH3 mit den Abgasen, die
den Drehrohrofen verlassen, ist sehr schwierig, so daß
eine vertretbare Entstickungsleistung von <50% nur dann
erreicht wird, wenn das NH3 im größeren Überschuß
eingesetzt wird; bei einer Entstickungsleistung von
ca. 80% ist beispielsweise ein NOx-NH3-Verhältnis von
1 : 3 erforderlich. Im Abgas findet sich daher immer ein
erheblicher NH3-Gehalt, der entweder aus dem gereinigten
Abgas entfernt werden muß oder aber in die Atmosphäre
gelangt.
In der deutschen Patentanmeldung P 41 25 004.4-43 wurde
ein Verfahren zur Entstickung der bei der Herstellung von
Zement anfallenden Abgase vorgeschlagen, bei dem die mit
Rohmehl beladenen Abgase bei 300 bis 450°C mit NH3 in
Gegenwart eines Katalysators zur Reaktion gebracht
werden, wobei das NH3 dem Abgas in einem Molverhältnis
NH3 : NO = 0,7 : 1 bis 1,5 : 1 zugegeben wird und wobei
als katalytisch aktive Substanz Eisensulfat oder eine
Mischung aus Eisensulfat und Mangansulfat verwendet wird.
Auch bei diesem Verfahren ist das entstickte Abgas dann
mit einem gewissen NH3-Gehalt verunreinigt, wenn das
Verfahren mit einem NH3-Überschuß betrieben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Entstickung der bei der Herstellung von Zement
anfallenden Abgase zu schaffen, das eine sehr weitgehende
Entfernung der Stickoxide auch im Gegenwart von
Rohmehlstaub zuläßt, das keine zu entsorgende
Abfallprodukte liefert, das mit einfachen technischen
Mitteln in den Zementherstellungsprozeß integriert werden
kann, das betriebssicher sowie kostengünstig arbeitet und
das insbesondere einen unerwünschten NH3-Gehalt im Abgas
- den sog. NH3-Schlupf - zuverlässig vermeidet.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch
gelöst, daß dem Abgas nach Verlassen des Drehrohrofens
bei einer Temperatur von 750 bis 950°C, vorzugsweise 800
bis 900°C, Ammoniak zugegeben wird, wobei das
Mol-Verhältnis NOx : NH3 = 1 : 0,8 bis 1 : 1 beträgt, und
daß das Abgas bei einer Temperatur von 300 bis 450°C,
vorzugsweise 350 bis 400°C, mit einem Katalysator in
Kontakt gebracht wird, der als aktive Substanz
Eisensulfat oder eine Mischung aus Eisensulfat und
Mangansulfat enthält. In überraschender Weise hat sich
gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren trotz
der unterstöchiometrischen Fahrweise ein Entstickungsgrad
von 75 bis 95% erreicht werden kann und daß ein
Ammoniakschlupf mit Sicherheit vermieden wird. Diese
außerordentlich vorteilhafte Wirkung beruht auf der
Tatsache, daß bei der nichtkatalytischen
Hochtemperaturentstickung innerhalb des erfindungsgemäßen
Temperaturbereichs praktisch keine Verbrennung des
Ammoniaks mit dem im Abgas enthaltenen Sauerstoff
erfolgt, so daß das nicht zur Hochtemperaturentstickung
genutzte NH3 noch für die katalytische Abgasentstickung
zur Verfügung steht, die eine hohe Entstickungsleistung
von 90 bis 95% zuläßt, wodurch das aus der
Hochtemperaturentstickung kommende Ammoniak nahezu
quantitativ mit dem im Abgas noch vorhandenen NOx
reagiert. Zur Durchführung der Hochtemperaturentstickung
wird das NH3 dem Abgasstrom zweckmäßig zwischen
Drehrohrofen und dem untersten Zyklon des Vorwärmers
zugegeben, denn dort herrscht in der Regel die bevorzugte
Temperatur von 800 bis 900°C. Mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird ferner in vorteilhafter Weise erreicht,
daß durch die Entstickungsreaktion keine zu entsorgenden
Abfallprodukte entstehen und lediglich Stickstoff und
Wasser gebildet werden, daß es mit technisch einfachen
Mitteln innerhalb des Zementherstellungsprozesses
durchgeführt werden kann und daß es betriebssicher sowie
kostengünstig arbeitet, insbesondere auch deshalb, weil
das verwendete NH3 praktisch quantitativ für die
Entstickung genutzt wird. Ein Grund für die nahezu
quantitative Umsetzung des im Abgas vorhandenen Ammoniaks
bei der katalysierten Reaktion mit den Stickoxiden wird
darin gesehen, daß sich das Ammoniak im Abgas während des
Weges von der nichtkatalytischen
Hochtemperaturentstickung zur katalytischen Entstickung
sehr gleichmäßig verteilt. In dem als katalytisch aktive
Substanz verwendeten Eisensulfat kann das Eisen sowohl in
zweiwertiger als auch in dreiwertiger Form vorliegen. Die
katalytische Reduktion der Stickoxide wird durch die
Gegenwart des Rohmehlstaubs nicht beeinträchtigt, so daß
eine Entstaubung des Abgases vor der katalytischen
Entstickung nicht erforderlich ist. Unter dem Begriff
"Entstickung" wird die Entfernung der in den Abgasen
enthaltenen Stickoxide NO und NO2 verstanden.
Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß als
Katalysator kristallines Eisensulfat oder eine Mischung
aus kristallinem Eisensulfat und kristallinem
Mangansulfat verwendet wird, wobei der Katalysator eine
Teilchengröße von 50 bis 500 µm hat und im Abgasstrom vor
dem obersten Zyklon des Vorwärmers verteilt wird. Die
hierbei benötigte Menge an Eisensulfat bzw. Mangansulfat
ist so gering, daß diese Stoffe im Zementrohmehl
verbleiben können, ohne daß es zu Störungen der
Zementqualität kommt, zumal eine bestimmte Menge
Eisenoxid im Zementklinker vorhanden sein muß. Als
"oberster Zyklon" wird der Zyklon des Vorwärmers
bezeichnet, hinter dem das Abgas den Vorwärmer verläßt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß der Katalysator dem Abgas in einer Menge von 0,1 bis
3 g/Nm3 zugegeben wird. Die vergleichsweise geringe
Katalysatormenge kann mit Zementrohmehl oder
Calciumsulfat mit dem Ziel der besseren Dosierbarkeit
verdünnt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner
vorgesehen, daß Eisensulfat und Mangansulfat (berechnet
als FeSO4 und MnSO4) im Gewichtsverhältnis 3 : 1 bis
5 : 1 gemischt sind. Hierdurch wird die
Leistungsfähigkeit des Katalysators innerhalb eines
relativ großen Temperaturfensters auf einem sehr hohen
Niveau gehalten, wobei es durch das im Abgas enthaltene
Rohmehl nicht zu nachteiligen Einflüssen auf die
Leistungsfähigkeit des Katalysators kommt.
Gemäß einer Alternative der Erfindung ist vorgesehen, daß
der Katalysator in einer Wirbelschicht mit dem Abgas in
Kontakt gebracht wird, daß die Wirbelschicht den obersten
Zyklon des Vorwärmers ersetzt und daß die katalytisch
aktive Substanz des Katalysators auf einen Träger
aufgebracht ist, wobei der Träger einen
Teilchendurchmesser von 0,5 bis 5 mm hat und aus SiO2,
Al2O3 oder Alumosilikaten besteht. Der Ersatz des
obersten Zyklons des Vorwärmers durch eine Wirbelschicht,
die aus einem Reaktor, einem Abscheider und einer
Feststoffleitung besteht, gestattet die Verwendung eines
Katalysators, dessen Teilchen einen Durchmesser von 0,5
bis 5 mm haben und der - bis auf den Katalysatorabrieb -
im Wirbelschichtreaktor verbleibt, während das
Zementrohmehl und der Katalysatorabrieb in die weiteren
Zyklone des Vorwärmers transportiert werden. Das
Aufbringen der katalytisch aktiven Substanz auf den
Träger kann z. B. durch Imprägnieren der Trägerteilchen
mit wäßrigen Lösungen von Salzen sowie anschließendes
Trocknen und/oder Calcinieren der imprägnierten Teilchen
erfolgen. Der Träger des Katalysators ist mit 5 bis
20 Gew.-% der katalytisch aktiven Substanz dotiert. Die
Qualität des Klinkers wird durch den Katalysatorabrieb
nicht nachteilig beeinflußt.
Für den Fall, daß das Abgas bei 300 bis 450°C noch freies
SO2 enthält, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß dem
Abgas vor dem Eintritt in den obersten Zyklon des
Vorwärmers oder in die Wirbelschicht des Vorwärmers
teilweise calciniertes Rohmehl zugeführt wird. Das
teilweise calcinierte Zementrohmehl enthält einen großen
Anteil an freiem CaO und ist daher zur Bindung des im
Abgas eventuell noch vorhandenen SO2 bei 300 bis 450°C
geeignet. Das zur Entschwefelung des Abgases verwendete,
teilweise calcinierte Zementrohmehl wird dem untersten
Zyklon des Vorwärmers entnommen, in dem bereits eine
Vorcalcinierung des Rohmehls stattfindet; der Hauptstrom
des teilweise calcinierten Zementrohmehls fließt in den
Drehrohrofen. Als "unterster Zyklon" wird der Zyklon des
Vorwärmers bezeichnet, der dem Drehrohrofen unmittelbar
nachgeschaltet ist.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnung, die aus den Fig. 1 und 2 besteht, näher
erläutert.
In Fig. 1 ist ein Verfahrensfließbild des
erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Aus der
Mahlanlage (1), zu der auch eine Homogenisierungs- und
eine Trocknungseinrichtung gehören, wird das
Zementrohmehl über die Leitung (2) in die Leitung (3a)
des Vorwärmers eingebracht. Das Rohmehl wird im
Abgasstrom suspendiert, der in der Leitung (3a) fließt,
und gelangt über die Leitung (3b) in den Zyklon (4), wo
eine Abtrennung der Feststoffpartikel erfolgt. Die
Feststoffpartikel gelangen über die Leitung (5) in die
Leitung (6a), wo sie erneut im Abgasstrom suspendiert
werden, der in der Leitung (6a) fließt. Die Suspension
gelangt dann über die Leitung (6b) in den Zyklon (7), wo
eine abermalige Abtrennung der Feststoffteilchen erfolgt,
die über die Leitung (8) in die Leitung (9a) gelangen, wo
sie erneut im Abgasstrom suspendiert werden. Das Abgas
aus dem Zyklon (7) gelangt in die Leitung (3a). Aus der
Leitung (9a) tritt die Feststoffsuspension über die
Leitung (9b) in den Zyklon (10) ein, wo sie in ihre
Bestandteile getrennt wird. Während das Abgas über die
Leitung (6a) abfließt, werden die Feststoffteilchen über
die Leitung (11) der Leitung (12a) zugeführt, in der sie
im Abgasstrom suspendiert werden, der aus dem
Drehrohrofen (13) in die Leitung (12a) gelangt. Die
Feststoffsupension tritt über die Leitung (12b) in den
Zyklon (14) ein, wo die Trennung der Feststoffsuspension
erfolgt. Während das Abgas über die Leitung (9a)
abfließt, gelangen die im Zyklon (14) abgeschiedenen
Feststoffe über die Leitung (15) in den
Drehrohrofen (13), wo sie langsam der Flamme
entgegenfließen, die durch den Brenner (16) erzeugt wird.
Der Zementklinker wird aus dem Drehrohrofen über die
Leitung (17) entnommen. Das Zementrohmehl hat in der
Leitung (15) in der Regel eine Temperatur von 800 bis
900°C, während in der Leitung (12a) eine Abgastemperatur
von ca. 1100 bis 1200°C herrscht. Auf dem Weg durch die
einzelnen Zyklone des Vorwärmers kühlt sich das Abgas ab,
und die Wärmeenergie wird vom Zementrohmehl aufgenommen.
Das Abgas tritt in die Leitung (3a) mit einer Temperatur
von ca. 500 bis 600°C ein und kühlt sich in der
Leitung (3b) sowie im Zyklon (4) auf eine Temperatur von
300 bis 400°C ab. Aus dem Zyklon (4) tritt das Abgas zur
Feinentstaubung über die Leitung (18) in einen
Elektrofilter ein, der in der Zeichnung nicht dargestellt
ist.
Aus dem Vorratsbunker (19) wird Eisensulfat mit einer
Teilchengröße von 50 bis 100 µm über die Leitung (20) in
die Leitung (3a) gefördert, wobei dem Abgas pro Nm3
ca. 2 g Eisensulfat (berechnet als FeSO4) zugegeben
werden. Das Eisensulfat vermischt sich mit dem
Zementrohmehl, das im Abgasstrom in einer Menge von
ca. 750 g/Nm3 vorhanden ist.
In den Teil der Leitung (12b), in dem eine Temperatur von
800 bis 900°C herrscht, wird aus dem Tank (21) über die
Leitung (22) NH3 eingebracht. Das NH3 kann entweder
gasförmig oder in Form einer wäßrigen Lösung zugegeben
werden. Die eingesetzte NH3-Menge ist von der im Abgas
vorhandenen Stickoxidmenge anhängig, die ständig
analysiert und als NO berechnet wird. Pro Mol NO wird dem
Abgas 0,9 Mol NH3 zugesetzt. In der Leitung (12b) und im
Zyklon (14) erfolgt die Reduktion der Stickoxide unter
Bildung von H2O und N2, wobei der Entstickungsgrad etwa
50% beträgt. Im Abgas, das den Zyklon (14) über die
Leitung (9a) verläßt, sind also noch 0,45 Mol NH3
enthalten. Eine Adsorption des NH3 durch das
Zementrohmehl wurde auf dem Weg zur Leitung (3a) nicht
beobachtet. Das im Abgas vorhandene NH3 wird während des
Weges durch die Leitungen (9a), (9b), (6a), (6b), (3a)
und (3b) sowie durch die Zyklone (14), (10) und (7) sehr
gleichmäßig mit dem Abgas vermischt, so daß die durch das
FeSO4 katalysierte Entstickungsreaktion mit hoher
Ausbeute abläuft. In den Leitungen (3a) und (3b) sowie im
Zyklon (4) erfolgt die Umsetzung des noch im Abgas
enthaltenen NH3 mit den im Abgas enthaltenen Stickoxiden
durch die mittels FeSO4 katalysierte Entstickungsreaktion
unter Bildung von H2O und N2. Die Entstickungsreaktion
läuft hinsichtlich des Verbrauchs an NH3 nahezu
quantitativ ab, so daß in der Leitung (18) kein
NH3-Gehalt auftrat. Das in der Leitung (3a) im Abgasstrom
vorhandene NH3 (0,45 Mol) wurde also vollständig zur
Reduktion der Stickoxide verbraucht, so daß der
NOx-Gehalt des in der Leitung (18) geführten Abgases nur
noch 0,1 Mol betrug. Insgesamt konnte also ein
Entstickungsgrad von 90% erreicht werden, wobei ein
NH3-Schlupf sicher vermieden wurde und wobei der
katalytischen Entstickungsstufe kein NH3 zugeführt werden
mußte. In den Leitungen (3a) und (3b) sowie im Zyklon (4)
herrschte eine Temperatur von 350 bis 400°C.
In Fig. 2 ist die Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens dargestellt, in welcher der Zyklon (4) durch
eine Wirbelschicht (4′) ersetzt ist, die im einzelnen aus
dem Wirbelschichtreaktor (23), dem als Zyklon gestalteten
Abscheider (24) sowie der Feststoffleitung (25) besteht.
Die Prozeßapparate der Wirbelschicht (4′) sind - wie
nachfolgend beschrieben - in das Gesamtverfahren
integriert.
In der Leitung (3b) wird der aus dem Zyklon (7) kommende
Abgasstrom geführt, in dem das Zementrohmehl suspendiert
ist. Diese Gas-Feststoff-Suspension wird in den
Wirbelschichtreaktor (23) eingetragen, in dem sich der
Entstickungskatalysator befindet, der einen
Teilchendurchmesser von 1 bis 3 mm hat. Der Katalysator
wird im Wirbelschichtreaktor (23) fluidisiert und in
einen Wirbelzustand versetzt, wobei der Katalysator
teilweise durch mechanischen Abrieb zerkleinert wird. Der
feinteilige Katalysatorabrieb wird zusammen mit dem
Zementrohmehl vom Abgasstrom aus dem
Wirbelschichtreaktor (23) über die Leitung (28) in den
Abscheider (24) gefördert, der als ein- oder mehrstufiger
Zyklon ausgebildet ist. Im Abscheider (24) erfolgt die
Trennung von Abgas und Feststoff. Während das Abgas über
die Leitung (18) abfließt, gelangt der aus Zementrohmehl
und Katalysatorabrieb bestehende feinteilige Feststoff
über die Feststoffleitung (25) in die Leitung (5). Der
durch Abrieb entstehende Katalysatorverlust wird dadurch
ausgeglichen, daß dem Wirbelschichtreaktor (23) aus dem
Vorratsbunker (27) über die Leitung (26) neuer
Katalysator zugeführt wird. Da die Teilchen des
Zementrohmehls und des Katalysatorabriebs sehr klein sind
und die Katalysatorteilchen einen vergleichsweise großen
Durchmesser haben, verbleibt der Katalysator im
Wirbelschichtreaktor (23) und wird nicht vom Abgas
ausgetragen.
Für den Fall, daß im Abgasstrom, der in der Leitung (3a)
geführt wird, noch SO2 enthalten ist, wird ein Teilstrom
des in der Leitung (15) geführten, teilweise calcinierten
Zementrohmehls über die Leitung (29) in die Leitung (3a)
eingebracht und in dem dort geführten Abgasstrom
suspendiert. Diese Variante ist sowohl für den in Fig. 1
als auch für den in Fig. 2 dargestellten
Verfahrensablauf anwendbar. Es ist auch möglich, den in
der Leitung (29) geführten Teilstrom des teilweise
calcinierten Zementrohmehls durch eine bezüglich des
CaO-Gehalts des Zementrohmehls äquivalente Menge Ca(OH)2
zu ersetzen. Die Dosiervorrichtung für das Ca(OH)2 ist in
der Zeichnung nicht dargestellt.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand
eines weiteren Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In einer Anlage zur Herstellung von Zement mit einer
Kapazität von 75 t Zement/h fallen pro Stunde 120 000 Nm3
Abgas an, die durchschnittlich 1200 mg NOx/Nm3, berechnet
als NO, und 1800 mg SO2/Nm3 enthielten. Das entspricht
einem NO-Ausstoß von 144 kg/h und einem SO2-Ausstoß von
216 kg/h. Die Anlage hat den in Fig. 1 dargestellten
Aufbau, wobei aber der Zyklon (4) gemäß Fig. 2 durch die
Wirbelschicht (4′) ersetzt wurde. 74,5 kg NH3 wurden pro
Stunde in die Leitung (12b) an der Stelle eingebracht, an
der eine Temperatur von 900°C herrschte. Das
Molverhältnis NO : NH3 betrug also 1 : 0,91. Der
Katalysatorverbrauch betrug 42 kg/h, d. h., diese
Katalysatormenge wurde dem Wirbelschichtreaktor (23) aus
dem Vorratsbunker (27) über die Leitung (26) stündlich
zugeführt. Das gereinigte Abgas hatte einen NOx-Gehalt,
berechnet als NO, von <200 mg/Nm3, was einer
Reinigungsleistung von 83% entspricht. Über die
Leitung (29) wurden pro Stunde 446 kg Ca(OH)₂ in die
Leitung (3a) eingebracht. Dies entspricht einem
Molverhältnis von Ca(OH)2 : SO2 = 1,78 : 1. Das
gereinigte Abgas hatte einen SO2-Gehalt von <400 mg/Nm3,
was einer Reinigungsleistung von 78% entspricht. Der
Katalysatorabrieb sowie die aus dem Ca(OH)2 und dem SO2
gebildeten Reaktionsprodukte konnten im Zement
verbleiben, da sie dessen Qualität nicht nachteilig
beeinflußten.
Claims (6)
1. Verfahren zur Entstickung der bei der Herstellung von
Zement anfallenden Abgase, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Abgas nach Verlassen des Drehrohrofens bei einer
Temperatur von 750 bis 950°C, vorzugsweise 800 bis
900°C, Ammoniak zugegeben wird, wobei das Verhältnis
NOx : NH3 = 1 : 0,8 bis 1 : 1 beträgt, und daß das
Abgas bei einer Temperatur von 300 bis 450°C,
vorzugsweise 350 bis 400°C, mit einem Katalysator in
Kontakt gebracht wird, der als aktive Substanz
Eisensulfat oder eine Mischung aus Eisensulfat und
Mangansulfat enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Katalysator kristallines Eisensulfat oder eine
Mischung aus kristallinem Eisensulfat und kristallinem
Mangansulfat verwendet wird, wobei der Katalysator
eine Teilchengröße von 50 bis 500 µm hat und im
Abgasstrom vor dem obersten Zyklon des Vorwärmers
verteilt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Katalysator dem Abgas in einer
Menge von 0,1 bis 3 g/Nm3 zugegeben wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Eisensulfat und Mangansulfat
(berechnet als FeSO4 und MnSO4) im Gewichtsverhältnis
3 : 1 bis 5 : 1 gemischt sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Katalysator in einer Wirbelschicht mit dem Abgas
in Kontakt gebracht wird, daß die Wirbelschicht den
obersten Zyklon des Vorwärmers ersetzt und daß die
katalytisch aktive Substanz des Katalysators auf einem
Träger aufgebracht ist, wobei der Träger einen
Teilchendurchmesser von 0,5 bis 5 mm hat und aus SiO2,
Al2O3 oder Alumosilikaten besteht.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Abgas vor dem Eintritt in den
obersten Zyklon des Vorwärmers oder in die
Wirbelschicht des Vorwärmers teilweise calciniertes
Rohmehl zugeführt wird.
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